驻波实验实验报告

一．目的要求

[由学生写，线上学习不用写]

1、学习掌握驻波实验的基本原理和方法。

2、观察弦振动及驻波的形成。

3、定量测定某一恒定波源的振动频率。

二．实验仪器

[由学生写，线上学习不用写]

实验仪器：弦线上驻波实验仪（FD-FEW-II型）包括：可调频率的数显机械振动源、振动簧片、平台、固定滑轮、可动刀口、可动滑轮、米尺、弦线、砝码等。

三．实验原理

[由学生写，线上学习不用写]

在弦线上产生驻波的装置如图所示。金属弦线的一端系在能作水平方向振动的可调频率数显机械振动源的弹簧片上,另一端通过定滑轮悬挂一砝码盘;在振动装置(振动簧片)的附近有可动刀口,在实验装置上还有一个可沿弦线方向左右移动并撑住弦线的动滑轮。当波源振动时,即在弦线上形成一维横波,波在弦线两端点发生全反射,叠加形成弦线上的驻波。两固定点一定是驻波的波节,所以在弦线上形成稳定的驻波的条件为弦长是半波长的整数倍。

在一根拉紧的弦线上，其中张力为T，线密度为μ，则沿弦线传播的横波应满足下述运动方程：

式中x为波在传播方向（与弦线平行）的位置坐标，y为振动位移。将(1)式与典型波动方程：

相比较，即可得到波动传播速度：

若波源的振动频率为f，横波波长为λ，由于波速V=fλ，故波长与频率、波速之间的关系为：

四．实验内容

[由学生写，线上学习不用写]

(1) 调节弦振动仪的输出频率至合适值，移动可动滑轮的位置，观察弦线的振动及驻波的形成；

(2) 调节至得到驻波后逐渐改变频率的大小，观察驻波的化。

(3) 接好线振动实验仪，在砝码盘中放入砝码，调节频率和弦线两端点的距离使弦线上出现明显的振幅最大且稳定的驻波，要仔细观察，使波节点禁止不动为止。

(4) 用米尺测量n个节点间距离，即n-1个半波长的长度L。

(5) 保持砝码的质量不变，改变频率和弦线两端点的距离重新使弦线上形成稳定的驻波。再测量n个节点间的距离，即n-1个半波长的长度L。重复测量六次，由计算公式计算出弦线的线密度。

五．原始数据

序号

1

2

3

4

5

6

波节n (个)

3

3

4

4

4

4

频率 (Hz)

53.00

58.00

63.00

68.00

73.00

78.00

弦长L (cm)

70.65

66.11

90.43

83.97

78.21

73.15

线密度

(10^(-3)Kg/m)

1.095

1.091

1.088

1.090

1.091

1.093

六．数据处理

求线密度平均值

（1.095+1.091+1.088+1.090+1.091+1.093）/6 =1.091

不确定度

0.006

线密度的表达式：

1.091±0.006

计算得出误差

（0.006/1.091）*100%=0.55%

七．思考题

在弦线上形成稳定驻波的条件是什么？

在弦线上形成稳定驻波的条件是当弦上产生驻波时，弦长L为半波长的正整数倍。

八．实验总结

本次实验所求线密度平均值

1.091，

不确定度

 0.006，

线密度的表达式：

1.091±0.006，计算得出误差：

（0.006/1.091）*100%=0.55%。

实验注意事项：在观察驻波时，记录数据时一定要认真并且正确的进行记录，数据保留的有效位数要保持一致，以免后续数据处理过程中由于认为因素造成随机误差。

实验心得：通过本次实验，我掌握了驻波实验的基本原理和方法。学会了正确观察弦振动及驻波的形成过程。通过本次实验让我对驻波实验有了更进一步的了解与体会。

原始数据：